JINPAT医療機器スリップリングの種類と技術紹介

医療機器は、特にCTスキャナのような機器を中心に、医療機器分野における価値の高い製品の代表格となってきました。医療機器業界も他業界同様、多くの川下業界からの支援に依存している。ジンパットはスリップリング専業メーカーとして、医療機器産業チェーンの一部であり、さまざまな機能の異なる医療機器に対応したスリップリングを提供する能力を有しています。

JINPATは医療機器向けに複数種類のスリップリングを開発してきました。CTスキャナ用に開発された直径1200mmを超える大型貫通穴フラットスリップリングを除き、残りのスリップリングは中小型製品に分類されています。セプロドゥッツではカプセル系スリップリングが主流で、中空シャフト系に属するモデルは少数。カプセルスリップリングであっても中空シャフトスリップリングであっても、医療機器向けに開発されたこれらの製品は主にカスタムモデルです。医療機器の安定性の要求を満たすために、これらのスリップリングは金対金接点を使用しており、いくつかの性能面で最適化されています。

遠心分離機やその他の高速システムが組み込まれた特殊な医療機器の中には、これらの部品に関連するスリップリングの多くが高速製品であるものもあります。これらの部品の回転速度は一般的に500rpmを超えるため、標準スリップリングの設計上の制限速度は300rpmで、要件を満たすには不十分です。医療業界や類似分野のニーズに応えるため、キンパットはカプセル標準スリップリングLPC/LPM-YSシリーズを開発しました。このシリーズは最大2000rpmの回転速度で設計されており、市場に出回っているほとんどの医療機器やその他のハイエンド機器の要求を満たしています。

中空軸スリップリングの銅リング径は、外径22mmのカプセルスリップリングに比べてはるかに大きく、特定の特殊な信号の伝送を制限しています。しかし、最も一般的な中空軸スリップリングは12.7mmの開口を有し、USB 2.0、イーサネット、およびパルス信号などの医療機器内の一般的な信号をこの開口内で伝送することができるので、この制限は医療機器の分野では顕著ではない。中空軸スリップリングは、中心貫通孔を利用できるという利点もあり、光ファイバスリップリングを装着すると光電集積スリップリングになり得る。医療機器向けにJINPATが開発した多くのスリップリングケースの中には、シングルチャネル光ファイバスリップリングを組み込んだものもあります。

技術の進歩に伴い、手術ロボットやリハビリロボットなど、さまざまな機能ロボットが医療分野にも進出している。こうした医療用ロボットのスリップリング技術の多くは、産業用ロボットの分野から生まれている。産業用ロボットのスリップリング分野におけるリーディングテクノロジプロバイダとして、JINPATには医療用ロボットにスリップリングを提供する能力が当然あります。この2種類のロボット以外にも、内視鏡を搭載したスリップリング付きの医療検査ロボットという種類がある。これらのロボットの中には、観察や照明のために360°回転できる完全可動構造として設計された内視鏡レンズを備えているものもある。これらの内視鏡で使用されるスリップリングは、JINPATが提供する直径5.5~6.5mmのLPMS超小型スリップリングでなければなりません。

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導電性スリップリング加工のための機械視覚測定技術要件分析

機械視覚方法は加工過程中の検査・測定に広く応用され、例えば割り出し治具の角度測定、歯車の輪郭検査、クランク軸の加工、イヤホンジャックの製造、スマート研削、数値制御工作機械の自動工具合わせなどである。昔の伝統的な手旋盤による導電性スリップリング銅リングの加工には多くの弊害があった。このように、導電性スリップリング銅リングの製造と検査に機械視覚法を導入することで、より高い精度と効率を確保するだけでなく、人為的な検査による主観性と個人差を回避することができる。

精密な導電性スリップリング溝加工プロセスにおける課題を解決するために、画像測定と解析の原理に基づく位置決めソリューションを提案する。このソリューションは、マシンビジョン法を用いて各パスの切削位置を取得し、最終的に工作機械加工に必要なGコードを生成し、精密な導電性スリップリング溝加工の自動化を実現します。機械視覚測定技術は、導電性スリップリングの製造プロセスにおける自動化された方法として、合理性と科学性がありますが、複雑性もあります。以下の分析は、この問題を掘り下げたものである。

機械内で導電性スリップリングの溝を測定して加工するプロセスには、いくつかの煩雑なステップが含まれます。具体的な流れは、1)精密導電性スリップリングを旋盤に取り付ける。2)測定ヘッドを工作機械に取り付け、初期位置に位置決めする。3)スリップリングの初期位置で90°、180°、270°の4組の画像をそれぞれ取り込む。4)各画像を処理し、4組のデータの平均値を算出する。5)測定結果と工作機械の運動パターンから溝の加工位置を算出し、対応するGコードを生成する。6)測定ヘッドを取り外し、加工工具を取り付け、測定Gコードを実行して加工する。

複雑なハードウェア設定を必要とする機械視覚測定システムを使用した導電性スリップリング溝加工の正確な測定および制御を保証する。この装置は、産業用カメラ、二重テレセントリックレンズ、光源、機械構造、測定装置などを含む。これがコストを増大させ、システムの複雑さが安定性を低下させるリスクをもたらしていることは間違いない。そのため、マシンビジョン計測技術を適用する場合、導入前にその信頼性を高め、長期的に安定した動作を保証する必要があり、コストアップは避けられません。しかし、現在の背景には、スマートハイエンド工作機械が機械加工の分野で広く活用されていることがある。導電性スリップリング銅リングの加工には、一般的に複雑な機械視覚測定技術が不要となった。

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医療機器専用スリップリングタイプ

国際的なスリップリングメーカーとして、JINPATはあらゆる種類の精密医療機器用スリップリングを開発し、精密医療機器用スリップリングソリューションの有望なサプライヤーとなる能力を有しています。精密医療機器スリップリングは、他の電気機械機器分野と比較して、独自の特徴を持っています。川上メーカーに製品ソリューションを提供してきた長年の経験を基に、JINPATはこれらのスリップリングを製品特性やアプリケーション端末に応じて分類することができます。

医療機器のスリップリングは、技術分野では高度にカスタマイズされている。スリップリング製品の特徴により、よく見られる医療設備スリップリングは3種類に分けられる:高速スリップリング、超小型スリップリング、光ファイバースリップリング。

まず、医療機器用の高速スリップリングには、最も代表的な製品であるパルス信号スリップリングがある。JINPATはチャンネル数が限られたパルス信号スリップリングを提供していますが、通常1000rpm以上の速度で、最大5000rpmまでの速度を実現します。JINPATは、5000rpm以下の医療機器用スリップリングをほぼ難なく扱うことができるように、20,000rpmまでの高速スリップリングの量産に成功しています。

続いて、超ミニチュアスリップリングはJINPATの専門分野です。LPMSシリーズのスリップリングの最小直径はわずか5.5mmで、4.5mm径のスリップリングの技術さえも持っています。この極小直径により、非常にコンパクトなカプセル内視鏡やその他の小型医療機器に取り付けることができます。典型的な応用例は、バイオラボに自前で設置されている小型げっ歯類の脳波記録装置である。LPMSシリーズ製品の標準モデルは電力と信号の混合伝送をサポートし、多チャンネル製品については、SDI、USB2.0、ギガビットイーサネットなどの信号の集積もサポートし、市場の特定の特殊な医療機器の小型化、マイクロサイズ化の需要を満たしている。

最後に、光ファイバスリップリングと光電集積スリップリングがあります。JINPATは、さまざまなタイプの光ファイバスリップリングを開発してきました。医療機器の光ファイバースリップリングに対する需要は主にシングルチャネルスリップリングに集中している。JINPATは、さまざまな形状のシングルチャネル光ファイバスリップリングを開発し、医療機器の独立した設置や統合的な使用に対する現在の市場のニーズを十分に満たしています。個別に使用する場合を除き、光ファイバスリップリングは通常、JINPATのさまざまな中小型高速導電スリップリングと一体化されています。例えば、ELPFO-01Gのような大径の製品はLPTシリーズに統合でき、LPFO-01A/Cのようなモデルは貫通孔付きLPC-Tシリーズのカプセルスリップリングに完全に統合できます。他のメーカーの光電一体型スリップリングと比較して、JINPATの同種製品は、電気的および機械的性能、コスト管理、および納期の面で優れています。

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医療機器のための高速スリップリング技術

医療機器の分野では、疾病検査・生体分析機器が病院科の重要な設備となっている。これらの装置は、スリップリングを主要部品として広く使用しています。特に高速回転が要求される機器において、スリップリングは正確な検出結果を得るために被測定物質の所望の状態を実現する上で重要な役割を果たす。そのため、高スピードスケートリングは医療機器に欠かせないものとなっている。JINPATは、これらの医療機器の要求を満たすために、さまざまな高速スリップリングを提供しています。

注目すべき例は、JINPAT高速標準スリップリングLPT012B-0602から進化したコンパクトなスルーホール高スピードスリップリングLPT012B-01Sです。このモデルは、最大速度2000rpmを実現するように設計されており、映像信号はRG178同軸ケーブルで伝送されます。ケーブルの代わりに無線周波数同軸ケーブルを使用し、パルス信号伝送にも使用することができる。パルス信号に対する市場の需要が大きいことから、JINPATは小型中空軸高速スリップリングとして「LPT012B」を提供するだけでなく、高速標準スリップリング「LPM-YS」シリーズと「LPC-YS」シリーズを開発しました。

このカプセルスリップリングシリーズの全モデルに金属製ケースを採用しており、設計回転数は1000rpm、設計寿命は最大5000万rpmを実現しています。さらに、各種信号タイプや高速化など、医療機器業界特有のニーズに合わせてカスタマイズすることができます。さらに、電気的性能は、全耐用期間中の動的抵抗変動値を含め、医療機器業界の要求を満たすように最適化されています。

医療機器に適した高速スリップリングには、いくつかの重要な特性があります。第1に、これらは優れた高速性を発揮し、医療機器内で高速回転の要求に対応して安定して動作することができます。第二に、これらのスリップリングは低騒音・低振動に設計されており、装置の円滑な動作と正確で正確な検査を保証します。また、信頼性、耐久性、長期安定性を備えているため、長寿命化を図ることができる。また、高スピードスリップリングは、医療機器の機能要件を満たすために、ビデオ信号やパルス信号などの様々な信号を確実に伝送することができます。

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機能別医療機器スリップリング技術の特徴分析

医療機器におけるスリップリング技術は、それぞれの機能に基づいて独特の特徴を示す。まずは、医療機器の検査診断と分析から始めましょう。医療設備の中の重要なコンポーネントとして、CTスキャナは先進技術の頂点を代表しています。CTシステムにおいてもスリップリングを使用する。CTスキャナにおけるスリップリング技術を実証するため、JINPATは大規模な独立構造のフラットスリップリングを開発しました。LPKS820-0315モデルなどのスリップリングは、貫通孔径820mm、外径1269mmを有し、カーボンブラシ摩擦ペアを用いて3本の15A電流パスを統合しています。これらのスリップリングは定期的なメンテナンスを必要とせず、耐衝撃性、耐振動性に優れています。

 

また、必要に応じて、CTスキャナで使用されるパンケーキスリップリングを一体構造として設計することも可能である。しかし、CTスキャナの最大回転速度は300rpmであるため、対応するパンケーキスリップリングの線速度は20m/sを必要としますこれは、スリップリング製造業者から高いレベルの工学精度と製造能力が要求されるパンケーキスリップリングCTスキャナを設計する上で困難な課題です。このように、CTスリップリングの顕著な特徴は、単純な構造でありながら、加工や設計に高いレベルの精度が要求されることに集約されます。

 

医療機器市場では、多くの美容・理学療法機器が異なる機能を持っています。これらの装置は、ハイテクで価値の高いCTスキャナと比較して、比較的簡単な構造と機能を示します。製品価値は比較的低いものの、スリップリングを使用する必要があります。JINPATは、電流経路の少ないLPC、LPM、LPMSシリーズを中心に、技術的障壁の低い医療機器向けの製品例をいくつか提供しています。金対金摩擦ペアを採用したJINPATのカプセルスリップリングは、コンパクトなサイズ、優れた電気機械的性能、および様々な信号やその他の追加要件に対応するカスタムオプションを備えています。

 

多くの機能を持つ医療設備のほか、手術室で重要な設備は手術用無影灯だ。外科医がより良い手術を行うのを助けるために、多くの無影灯は360°回転機構を備えて設計されており、スリップリングを取り付ける必要があります。スリップリングメーカーのパイオニアであるJINPATは、無影灯専用に2種類のスリップリング構造を開発しました。一つはプラグアンドプレイスリップリングであり、もう一つは分離構造スリップリングである。独立構造の製品は、10A以上の電流経路用のカーボンブラシと、2Aの小電流または信号経路用のスプリングコンタクトとの組み合わせを採用している。プラグアンドプレイスリップリングの特徴は、コンパクトなサイズ、小さな設置スペース、最大200,000回の挿抜寿命、およびカスタマイズされた高速データ信号、HD/3G-SDI信号、制御信号などをサポートすることです。